背景技術(shù)：

本申請(qǐng)要求2014年11月12日提交的在先美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)no.62/078,431的根據(jù)35u.s.c.§119(e)的權(quán)益，其在此全文引入作為參考。

本發(fā)明涉及從礦石釋出和/或收取至少一種金屬元素。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于從礦石或其它材料收取銫、銣、或者這兩者的方法。

日益發(fā)現(xiàn)，對(duì)于各種工業(yè)應(yīng)用(例如在烴收取領(lǐng)域中)，銫鹽(例如甲酸銫)是有用的組分或添加劑。然而，“原生”礦石(即，含有高量的銫以及可忽略量的不期望的雜質(zhì)的礦石)的礦床是罕見(jiàn)的，且操作者長(zhǎng)期以來(lái)一直在尋求用于增強(qiáng)從已知的包含銫和/或銣的礦石(例如原生礦石和次生礦石)的礦床或者其它材料收取銫和/或銣的技術(shù)。高度合乎期望的是開(kāi)發(fā)出無(wú)論礦石中的銫和/或銣含量為多少均能良好工作的方法。換句話說(shuō)，具有采用包含銫和/或銣的原生礦石和/或次生礦石或者其它材料的良好工作的方法是有用的。

然而，雖然含銫的次生礦石是可得到的，但是，在從這樣的礦石收取銫的方面存在大的問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，基于已知的方法，從低收率礦石收取顯著量的銫的代價(jià)可為相當(dāng)耗時(shí)且昂貴的。采用含銣的礦石或者包含銫和銣的礦石也可存在這些相同的問(wèn)題。

因此，在工業(yè)中，需要開(kāi)發(fā)用于從礦石例如原生和/或次生礦石(也稱為含銫的次生礦石)或者其它材料收取高度追求且有價(jià)值的帶有銫、銣、或者這兩者的礦物的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的特征在于提供有效地從所有類型的帶有銫的礦石和/或銣礦石(不論是高產(chǎn)率的承載礦石(賦礦，bearingore)還是低產(chǎn)率的承載礦石)收取銫、銣、或者這兩者的方法。

本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于提供在含銫的流體(例如甲酸銫等)的生產(chǎn)中利用從礦石收取的銫、銣、或者這兩者的方法。

本發(fā)明的額外的特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分地闡明，和部分地將從所述描述明晰，或者可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐獲知。本發(fā)明的特征和其它優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)在說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)中特別指出的要素和組合實(shí)現(xiàn)和獲得。

為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在本文中體現(xiàn)和廣泛描述的，本發(fā)明涉及用于從包含銫和/或銣的礦石和/或其它材料收取銫、銣、或者這兩者的方法。該方法涉及使包含至少銫、銣、或者這兩者的礦石或其它材料與至少一種反應(yīng)物一起加熱。所述反應(yīng)物是能夠從礦石或其它材料置換出銫氧化物、銣氧化物、或者這兩者的金屬的氧化物、或者金屬的碳酸鹽、或者金屬的氫氧化物、或者金屬的水合物。所述加熱是在足以從礦石或其它材料釋出銫、銣、或者這兩者的至少一部分的溫度下。舉例來(lái)說(shuō)，該溫度可為1,000℃或更高。所述反應(yīng)物的實(shí)例包括，但不限于，石灰、熟石灰、石灰溶液、或者碳酸鈣、或者它們的任意組合。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及由任意本發(fā)明方法獲得的銫氧化物或銣氧化物或者這兩者。

理解，前面的總體描述和下面的詳細(xì)描述這兩者僅是示例性的和解釋性的且意圖提供如所要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明。

引入本申請(qǐng)并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖說(shuō)明了本發(fā)明的一些特征，并且與說(shuō)明書(shū)一起用于說(shuō)明本發(fā)明的原理。本說(shuō)明書(shū)不意圖限制本發(fā)明的范圍或精神。

附圖說(shuō)明

圖1為示出了用于從礦石收取銫、銣、或者這兩者的一種本發(fā)明方法的流程圖。

圖2為示出了用于收取銫、銣、或者這兩者的本發(fā)明進(jìn)一步方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及用于從包含銫和/或銣的礦石或其它材料收取至少銫、銣、或者這兩者的方法。本發(fā)明還涉及由這些方法獲得的銫氧化物或銣氧化物。

更詳細(xì)地，在包含銫和/或銣的礦石或其它材料中，銫和/或銣可具有任意形式。舉例來(lái)說(shuō)，銫可作為銫氧化物存在于任意礦石或其它材料中。銣可作為銣氧化物存在于任意礦石或其它材料。優(yōu)選地，所述礦石包括具有優(yōu)選式csalsi2o6的銫，例如銫榴石(鋁硅酸銫礦石)。在很多情況中，鋁硅酸銫還包括銣。所述礦石可為高含量測(cè)定(assay)礦石或低含量測(cè)定礦石?；诘V石的整體重量，低含量測(cè)定礦石(也稱為次生礦石)可包含25重量％或更低的cs2o。

所述礦石(整體)可為或者包括20重量％或更低的cs2o、15重量％或更低的cs2o、10重量％或更低的cs2o、1重量％-15重量％的cs2o、1重量％-10重量％的cs2o、0.25重量％-5重量％的cs2o、低于1重量％的cs2o、或者約0.1重量％或更高的cs2o、或者其它低量的含銫礦石，或者在這些范圍的任一者之內(nèi)或之外的其它量，基于礦石的總重量％。rb2o能夠以這些相同的量單獨(dú)地或者與cs2o一起地存在。

所述礦石(整體)可為或者包括20重量％或更高的cs2o、25重量％或更高的cs2o、35重量％或更高的cs2o、20重量％-35重量％的cs2o、21重量％-35重量％的cs2o、25重量％-35重量％的cs2o或者更高、或者其它更高量的含銫礦石，或者在這些范圍的任一者之內(nèi)或之外的其它量，基于礦石的總重量％。rb2o能夠以這些相同的量單獨(dú)地或者與cs2o一起地存在。

所述礦石可包括以下物質(zhì)、包含以下物質(zhì)、基本上由以下物質(zhì)組成、或者由以下物質(zhì)組成：銫榴石、南平石、光鹵石、硼鋰鈹?shù)V(rhodozite)、草莓紅綠柱石、銣微斜長(zhǎng)石、borateramanite、綠柱石、voloshonite、銫銻鉭礦、氟硼鉀石、銫釩鈾石、錳星葉石、nalivkinite、透鋰長(zhǎng)石、鋰輝石、鱗云母、黑云母、云母、白云母、長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、li-白云母、磷錳鋰礦、磷鋁鋰石、伊利石、鋰綠泥石、鈉長(zhǎng)石、方沸石、squi、閃石、鋰云母(lithianmica)、閃巖、塊磷鋰礦(lithiophospahe)、磷灰石和/或硼銫鋁鈹石、或者它們的任意組合。所述礦石可包含銫榴石、基本上由銫榴石組成、或者由銫榴石組成，其中，所述銫榴石為具有通式(cs>na)[alsi2o6]h2o的鋁硅酸鹽礦物。所述礦石可具有至少1重量％的銫榴石(基于礦石的重量)、或者1-5重量％的銫榴石(基于礦石的重量)、或者至少3重量％的銫榴石(基于礦石的重量)。其它的量為1重量％-40重量％、或者1重量％-35重量％、或者1重量％-30重量％、或者1重量％-25重量％的銫榴石，基于礦石的重量。

所述含有至少銫和/或銣的礦石或其它材料可具有任意的形狀或尺寸。優(yōu)選地，所述礦石或其它材料具有顆粒、粉末、或多個(gè)粒子的形式。所述礦石或其它材料可具有-200目或更小的尺寸。舉例來(lái)說(shuō)，所述礦石或其它材料的至少50重量％(或至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、50重量％-100重量％)可作為具有-200目的目數(shù)的粉末或顆粒存在。

所述礦石或其它材料可作為顆粒或粉末存在且具有約1mm～約15mm的平均粒度。舉例來(lái)說(shuō)，所述平均粒度可為約2mm～約12mm。

如果所述含有至少銫和/或銣的礦石或其它材料是作為大的片塊(例如尺寸超過(guò)15mm)收取的，則可通過(guò)破碎、研磨或其它技術(shù)將該礦石或其它材料弄碎(reduce)成顆粒(舉例來(lái)說(shuō)，弄碎成前面所述的尺寸)。

關(guān)于破碎機(jī)，可采用能夠?qū)⒋蟮膸r石弄碎成較小的巖石或單獨(dú)的片塊的任何破碎機(jī)。可使用的破碎機(jī)的實(shí)例包括，但不限于，顎式破碎機(jī)、回轉(zhuǎn)破碎機(jī)、錐形破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)，例如水平軸式?jīng)_擊器、錘磨機(jī)、或立軸式?jīng)_擊器?？墒褂玫钠扑闄C(jī)的其它實(shí)例包括復(fù)合式破碎機(jī)和礦物分選機(jī)。作為選擇，可在破碎之前使用碎石機(jī)，以便弄碎對(duì)于破碎機(jī)而言太大的過(guò)大的物料。而且，為了獲得所需的尺寸和加工速度，可使用超過(guò)一個(gè)破碎機(jī)和/或可使用超過(guò)一種類型的破碎機(jī)。

在任選的破碎步驟中，優(yōu)選地，可對(duì)礦石進(jìn)行破碎以獲得作為或包括粉末或粒子或顆粒的經(jīng)破碎的礦石，其中，所述經(jīng)破碎的礦石的至少50重量％(例如，或者至少60重量％、或者至少70重量％、或者至少80重量％、或者至少90重量％、或者至少95重量％、或者100重量％)具有如下尺寸：能夠通過(guò)200目的篩/網(wǎng)、或者通過(guò)175目的篩/網(wǎng)、或者通過(guò)150目的篩/網(wǎng)、或者通過(guò)125目的篩/網(wǎng)、或者通過(guò)-200目的篩/網(wǎng)，但不通過(guò)+100目(均為美國(guó)篩孔尺寸)。

代替礦石，含有能夠經(jīng)受本發(fā)明方法的至少銫和/或銣的“其它材料”的實(shí)例包括，但不限于，尾礦和回收物料。

關(guān)于與含有銫和/或銣的礦石或其它材料一起加熱的至少一種反應(yīng)物，如所指出的，該反應(yīng)物可為一種或多種反應(yīng)物。所述反應(yīng)物可為金屬的氧化物、或者金屬的碳酸鹽、或者金屬的氫氧化物、或者金屬的水合物。所述反應(yīng)物能夠從礦石或其它材料置換出銫氧化物、銣氧化物、或者這兩者。所述反應(yīng)物的實(shí)例包括，但不限于，石灰、熟石灰、石灰溶液、或碳酸鈣、或者它們的任意組合。所述反應(yīng)物可為鈣的氧化物和/或水合物和/或氫氧化物和/或碳酸鹽。所述反應(yīng)物可為鍶的氧化物、鋇的氧化物、鋰的氧化物、或者它們的任意組合。所述反應(yīng)物可為鍶的氧化物和/或水合物和/或氫氧化物和/或碳酸鹽，和/或，可為鋇的氧化物和/或水合物和/或氫氧化物和/或碳酸鹽，和/或，可為鋰的氧化物和/或水合物和/或氫氧化物和/或碳酸鹽。所述反應(yīng)物不是鎂氧化物。

所述反應(yīng)物可作為粉末或顆?；蛄Ｗ哟嬖诨蛘咭云渌问酱嬖?。所述反應(yīng)物可作為具有-200目或更小尺寸的顆粒或粒子存在。舉例來(lái)說(shuō)，所述反應(yīng)物的至少50重量％(例如，或者至少60重量％、或者至少70重量％、或者至少80重量％、或者至少90重量％、或者至少95重量％、或者至少100重量％)可具有-200目的尺寸。所述反應(yīng)物可作為具有約1mm～約15mm或約2mm～約12mm的平均粒度的顆粒存在。

由于所述至少一種反應(yīng)物與所述含有銫和/或銣的礦石或其它材料一起加熱，因此，所述礦石或其它材料與所述反應(yīng)物具有相似或者相同的粒度是有利的。舉例來(lái)說(shuō)，所述反應(yīng)物和所述礦石或其它材料可各自具有如下粒度(例如平均粒度)：彼此之間的偏差不超過(guò)50％、或者彼此之間的偏差不超過(guò)25％、或者彼此之間的偏差不超過(guò)10％、或者彼此之間的偏差不超過(guò)5％。

對(duì)于所述反應(yīng)物與所述含有銫和/或銣的礦石或其它材料的加熱，優(yōu)選地，所述礦石或其它材料是與所述反應(yīng)物緊密接觸的。這能夠通過(guò)如下實(shí)現(xiàn)：使所述礦石或其它材料與所述反應(yīng)物混合，以使所述反應(yīng)物基本均勻地貫穿所述礦石或其它材料進(jìn)行分布。可選擇地，所述反應(yīng)物可非均勻地貫穿所述礦石或其它材料進(jìn)行分布。

所述礦石或其它材料和所述至少一種反應(yīng)物能夠以各種重量比使用。優(yōu)選地，所述礦石或其它材料和所述至少一種反應(yīng)物具有如下重量比：礦石或其它材料:反應(yīng)物為約15:85～約85:15，或者，舉例來(lái)說(shuō)，約5:95～約95:5或約40:60～約60:40。

所述礦石或其它材料和所述反應(yīng)物可在加熱步驟之前和/或在加熱步驟期間混合在一起。可使用任何混合機(jī)以實(shí)現(xiàn)這兩者的混合，所述混合機(jī)例如為螺旋輸送機(jī)(auger)、混合機(jī)、共混機(jī)等。

對(duì)于加熱步驟，所述加熱通常在1,000℃或更高的溫度下。所述溫度是指所述礦石或其它材料達(dá)到的平均溫度。所述溫度可為約1,000℃至約3,000℃或更高，舉例來(lái)說(shuō)，約1,025℃～約1,750℃、或者約1,000℃～約2,000℃、或者約1,025℃～約3,000℃，或者，所述加熱的溫度可以是在足以使礦石或其它材料中所存在的所述銫、銣、或者這兩者揮發(fā)的溫度下，而且，其可為如本文所述的溫度或者高于3,000℃。

所述加熱可在典型地用于加熱礦物或礦石的任意裝置或設(shè)備中完成。舉例來(lái)說(shuō)，所述加熱可在爐(例如回轉(zhuǎn)爐)中或者在烘箱及類似物中發(fā)生。

本發(fā)明中所用的加熱可為單步加熱工藝或分級(jí)加熱或者具有多個(gè)加熱步驟。加熱溫度可通過(guò)使溫度斜向升高(rampup,上行升高)而實(shí)現(xiàn)。舉例來(lái)說(shuō)，溫度向用于實(shí)現(xiàn)釋出的所需溫度的上行(ramping)可為每分鐘斜向升高至少1℃/、每分鐘斜向升高至少5℃、每分鐘斜向升高至少10℃、或者每分鐘斜向升高至少15℃、或者更高。

所述加熱可在壓力下、或者在惰性氣氛下、或者在含氧氣氛中、或者在真空下、或者在還原性環(huán)境下(例如在碳床中)完成。

所述加熱可持續(xù)5分鐘或更久，例如，約5分鐘至100小時(shí)或者更久。通常地，發(fā)生所述加熱，直至從礦石或其它材料釋出可利用的(available)量(或者其部分)的銫和/或銣。通常地，該過(guò)程可釋出礦石或其它材料中所存在的全部可利用的銫和/或銣的至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、至少98重量％、至少99重量％、或者100重量％。

在所述加熱工藝期間，能夠釋出銫和/或銣，舉例來(lái)說(shuō)，以氣體的形式。所述氣體可典型地為銫氧化物和/或銣氧化物?？刹捎酶鞣N技術(shù)來(lái)收取所述處于氣體形式下的銫或銣或者這兩者。舉例來(lái)說(shuō)，所述銫和/或銣的氣體可通過(guò)使用水性溶液或非水性溶液洗滌所述氣體來(lái)進(jìn)行收取?？墒褂盟蛘啕}溶液或者其它溶液來(lái)完成所述氣體的洗滌。從所形成的氣體收取銫氧化物或銣氧化物可通過(guò)如下完成：使所述氣體經(jīng)歷凝結(jié)(condensation)溫度，舉例來(lái)說(shuō)，使用水或者其它水性或非水性溶液來(lái)對(duì)所述氣體進(jìn)行噴霧。

在本發(fā)明中，當(dāng)鈣用作反應(yīng)物之一或作為全部反應(yīng)物時(shí)，可使所述礦石或其它材料在釋出了銫和/或銣以后至少部分地轉(zhuǎn)變成硅酸鈣、鋁硅酸鈣、或者這兩者。

采用本發(fā)明，從礦石或其它材料釋出銫和/或銣的有價(jià)物(value)的反應(yīng)效能可達(dá)到這樣的收率：幾乎完全提取出礦石或礦物或其它材料中所存在的銫氧化物和/或銣氧化物有價(jià)物。

圖1闡明了展示本發(fā)明方法的各步驟(包括任選步驟)的框圖。由虛線界定的方框或長(zhǎng)方形是任選的步驟。參考圖1，銫承載物(bearing)或礦石材料和/或銣承載物(bearing)或礦石材料被獲得(10)，并任選地，經(jīng)歷破碎或研磨以降低所述材料的尺寸(12)，優(yōu)選地達(dá)到本文所述的粒度。然后，將所述材料引入到烘箱或爐或者其它加熱設(shè)備中(14)，而且，還引入反應(yīng)物(16)。如所指出的，任選地，反應(yīng)物和帶有銫/銣的材料可在被引入到爐中之前進(jìn)行混合，或者，可在爐中進(jìn)行混合。進(jìn)一步地，反應(yīng)物和/或帶有銫/的材料可如下引入：作為批料、連續(xù)地、半連續(xù)地、以及類似者。然后，向所述材料中引入熱量(18)，并然后釋出或置換出銫和/或銣(20)，例如，銫氧化物和/或銣氧化物。作為選擇，銣/銫氧化物可作為氣體釋出。從剩余的礦石/材料分離出銫/銣(22)。剩余的礦石/材料被丟棄、或者返回至所述工藝(10和/或14)和/或用于進(jìn)一步加工。然后，可使所釋出的銫和/或銣(24)轉(zhuǎn)變成液體，或者，使其經(jīng)歷凝結(jié)(condensation)(28)并然后轉(zhuǎn)變成銫和/或銣的鹽或其它產(chǎn)物，例如甲酸銫、氫氧化銫、硫酸銫(32)，以及類似者。當(dāng)銣為源材料時(shí)，可由銣形成類似的銣材料。

作為選擇，所述礦石/材料可含有一種或多種鹽。所述一種或多種鹽可為礦石/材料的天然部分(存在于起始礦石/材料中)。替代地，或者此外，可在本發(fā)明方法之前和/或在本發(fā)明方法期間，向礦石/材料中加入所述一種或多種鹽。所述一種或多種鹽的存在可允許所釋出的銫、銣、或者這兩者與所述鹽之間的進(jìn)一步反應(yīng)，而且，這可形成銫鹽和/或銣鹽，例如，但不限于，硫酸銫和/或硫酸銣。所述一種或多種鹽的加入可在銫、銣、或者這兩者從礦石或其它材料的釋出之前完成，和/或，可在銫、銣、或者這兩者的釋出期間完成，和/或，可在銫、銣、或者這兩者的釋出之后完成。優(yōu)選地，在銫、銣、或者這兩者的釋出之前或其期間，加入所述一種或多種鹽。舉例來(lái)說(shuō)，隨著將所述礦石或其它材料與至少一種反應(yīng)物一起加熱，銫和/或銣開(kāi)始分解并最終被釋出。如果存在一種或多種鹽，則正在從礦石或其它材料脫出的銫和/或銣將與所述一種或多種鹽發(fā)生反應(yīng)。舉例來(lái)說(shuō)，銫和/或銣可開(kāi)始分解并可以用來(lái)與在約1080℃至1090℃及更高的溫度下存在的任何鹽發(fā)生反應(yīng)。在1100℃或更高的溫度下，來(lái)自礦石或其它材料的銫和/或銣的反應(yīng)通常是完全且迅速地反應(yīng)。通常地，如果存在鹽的話，其將不發(fā)生反應(yīng)，直至：銫和/或銣從礦石或其它材料分解或釋出(例如，當(dāng)銫和/或銣作為氧化物存在時(shí))，或者，以另外的方式賦予可得性以用于與鹽的進(jìn)一步反應(yīng)。通常地，所述鹽與銫和/或銣的反應(yīng)最好在如下時(shí)機(jī)進(jìn)行：鹽反應(yīng)被提升至并且超過(guò)其中促進(jìn)液相擴(kuò)散或使得能夠進(jìn)行液相擴(kuò)散的溫度，和/或，直到這樣的溫度——其促進(jìn)所包含的銫和/或銣的存量物(inventory)的氣相釋放(例如，當(dāng)所述銫和/或銣的存量物處于氣相中且所述鹽處于氣相中的時(shí)候)。

作為選擇，預(yù)先地，可向礦石或其它材料中加入水，以便浸出所述礦石或其它材料中所存在的任意鹽，而且，作為選擇，所述礦石或其它材料可被加熱，以便對(duì)由所述浸出形成的鹽溶液進(jìn)行濃縮。舉例來(lái)說(shuō)，所述鹽溶液可濃縮至30％至50％或更高(以在溶液中的重量計(jì))。

舉例來(lái)說(shuō)，能夠天然地存在或者(向礦石或其它材料中)加入的鹽可為硫酸鹽，諸如，來(lái)自元素周期表的第i或iia或iib族的硫酸鹽，例如，li、na、k、rb、cs、mg、ca、sr和/或ba的硫酸鹽。所述鹽可為金屬氯化物鹽(li、na、k、rb、cs、mg、ca、sr和/或ba的氯化物)。所用的鹽可具有任意的形狀或尺寸。優(yōu)選地，所述鹽具有能夠與所釋出的銫和/或銣緊密接觸的形式。所述鹽可具有粉末形式，其中，至少80重量％的粉末為約-200目。為了使所釋出的銫和/或銣與所述鹽反應(yīng)，可將這兩種反應(yīng)物混合在一起。如果加入的話，則鹽與所釋出的銫和/或銣的重量比為：30重量％～約85重量％的所釋出的銫或銣:15重量％～約70重量％的鹽?？墒果}與所釋出的銫和/或銣的混合物經(jīng)受加熱并且最高達(dá)500℃至3,000℃或更高的溫度。這可通過(guò)回轉(zhuǎn)窯、或者加熱設(shè)備或爐來(lái)完成。加熱時(shí)間可為數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)(例如，10分鐘至10小時(shí)或更久)。然后，可使由該第二反應(yīng)形成的銫和/或銣的鹽經(jīng)受蒸發(fā)技術(shù)以使銫鹽和/或銣鹽(例如硫酸銫)發(fā)生濃縮，以便沉淀出所述銫鹽和/或銣鹽以用于更容易的收取。

一旦起始材料被適宜地分解，而且，銫和/或銣的存量物(例如，銫鹽、銣鹽、或者這兩者)被反應(yīng)、形成、釋出和脫出(如果這發(fā)生的話)，則銫和/或銣的有價(jià)物、和/或、銫鹽和/或銣鹽(其可處于氣相中)可用水洗滌或者以另外的方式與水接觸，從而形成鹽溶液，然后，作為鹽溶液，其可通過(guò)加熱除去或蒸發(fā)掉一些水而得以濃縮。或者，作為選擇，作為氣相釋出的銫和/或銣的有價(jià)物可用酸(例如，甲酸、乙酸等)洗滌或者以另外的方式與酸(例如，甲酸、乙酸等)接觸，從而形成銫和/或銣的甲酸鹽或乙酸鹽、及其類似物(例如，甲酸銫、乙酸銫、甲酸銣和/或乙酸銣)?；蛘撸鳛檫x擇，作為氣相釋出的銫和/或銣的有價(jià)物可用堿洗滌或者以另外的方式與堿接觸。

圖2進(jìn)一步闡明了展示本發(fā)明方法的各步驟(包括涉及鹽的存在和/或鹽向該工藝中的加入的任選步驟)的框圖。由虛線界定的方框或長(zhǎng)方形是任選的步驟。參考圖2，銫承載物(bearing)或礦石材料和/或銣承載物(bearing)或礦石材料被獲得(10)，并任選地，經(jīng)歷破碎或研磨以降低所述材料的尺寸(12)，優(yōu)選地達(dá)到本文所述的粒度。然后，將所述材料引入到烘箱或爐或者其它加熱設(shè)備中(14)，而且，還引入反應(yīng)物(16)。如由虛線箭頭所示的，可在該工藝中的任意點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)處引入一種或多種鹽(36)。這些位置中的一個(gè)或多個(gè)可用于加入鹽。替代地，或者此外，鹽可作為所述礦石或材料的一部分而存在(10)。如所指出的，任選地，反應(yīng)物和帶有銫/銣的材料可在被引入到爐中之前進(jìn)行混合，或者，可在爐中進(jìn)行混合。進(jìn)一步地，反應(yīng)物和/或帶有銫/的材料可如下引入：作為批料、連續(xù)地、半連續(xù)地、以及類似者。然后，向所述材料中引入熱量(18)，并然后釋出或置換出銫和/或銣(例如，銫氧化物和/或銣氧化物)(20)。作為選擇，銣/銫氧化物可作為氣體釋出。然后，所述銫和/或銣(20)與所述鹽反應(yīng)(38)以形成銫鹽和/或銣鹽。所述銫鹽和/或銣鹽可在氣相中形成。從剩余的礦石/材料分離出銫鹽和/或銣材料(22)。剩余的礦石/材料被丟棄、或者返回至所述工藝(10和/或14)和/或用于進(jìn)一步加工。所述銫鹽和/或銣鹽可被收取(48)?？捎盟蛩峄蛴袡C(jī)液體洗滌所述銫鹽和/或銣鹽(40)，從而獲得溶液(42)(例如，鹽溶液、所述酸溶液的鹽、銫和/或銣的有機(jī)溶液)?？墒顾鋈芤航?jīng)受蒸發(fā)或其它技術(shù)以使所述溶液發(fā)生濃縮(44)。當(dāng)銣為源材料時(shí)，可由銣形成類似的銣材料。

作為選擇，所述方法能夠保持存在微量的co(例如，在溶液中，1重量％或更低(如500ppm或更低)，基于溶液的重量)，這可有利地促進(jìn)銫和/或銣的收取。

下面提供了能夠采用各種含銫的礦物實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)的類型。然而，應(yīng)當(dāng)理解，雖然銫榴石是下面所示的示例性反應(yīng)中所描述的礦物，但可采用其它的帶有銫的礦物或礦石。進(jìn)一步地，雖然鈣氧化物被用作優(yōu)選的反應(yīng)物，但是，再次地，應(yīng)當(dāng)理解，可采用其它的反應(yīng)物。

反應(yīng)#1(斜硅鈣石)：

反應(yīng)#2(硅鈣石)：

反應(yīng)#3(硅灰石)：

作為選擇，所收取的cs2o可然后被處理以用于各種用途。舉例來(lái)說(shuō)，cs2o可用于形成銫化合物，例如甲酸銫。舉例來(lái)說(shuō)，可收取cs2o，并且，通過(guò)使cs2o與至少一種鹽反應(yīng)來(lái)使所收取的cs2o經(jīng)歷進(jìn)一步的收取過(guò)程，其中所述鹽能夠收取至少一種金屬元素(例如銫)，從而形成包括至少一種金屬元素的反應(yīng)產(chǎn)物。舉例來(lái)說(shuō)，所述鹽可為硫酸鹽。該進(jìn)一步的處理步驟的細(xì)節(jié)可見(jiàn)于美國(guó)專利no.7,323,150中，其在此全文引入作為參考。通過(guò)采用該工藝，能夠?qū)C轉(zhuǎn)變成前體鹽，例如硫酸銫，由其產(chǎn)生其它銫鹽。其它方法類似地能夠從前體如氫氧化銫和碳酸銫產(chǎn)生可供選擇的銫鹽。如例如在美國(guó)專利no.7,759,273中所描述的，可將銫形成為甲酸銫，隨后，可然后將其轉(zhuǎn)變成不同的銫金屬鹽。用以形成銫鹽的另一個(gè)方法描述在美國(guó)專利no.6,652,820中，其在此全文引入作為參考。該方法涉及通過(guò)以下形成銫鹽：使硫酸銫與石灰反應(yīng)以形成氫氧化銫，然后，可使其轉(zhuǎn)變成銫鹽，例如甲酸銫。如所述的，銫化合物可非常合乎期望地作為鉆探流體或用于烴收取的其它流體，例如完井液、封隔液等。

此外，可使用美國(guó)專利no.6,015,535中所述的方法以形成所需的銫化合物，例如甲酸銫。以下專利中所述的各種配制物和組合物能夠與通過(guò)本發(fā)明方法收取的銫或銫化合物一起使用，而且，這些專利中的每一個(gè)均在此全文引入作為參考：美國(guó)專利no.7,407,008、7,273,832、7,211,550、7,056,868、6,818,595、6,656,989和6,423,802。

本發(fā)明以任意順序和/或任意組合包括以下方面/實(shí)施方式/特征：

1.用于從礦石或其它材料收取至少銫、銣、或者這兩者的方法，所述方法包括：

將a)所述礦石或其它材料以及b)至少一種反應(yīng)物一起加熱，

其中，所述加熱是在足以從所述礦石或其它材料釋出所述銫、銣、或者這兩者的至少一部分的溫度下，和

所述反應(yīng)物是金屬的氧化物、或者金屬的碳酸鹽、金屬的氫氧化物、或者金屬的水合物，其能夠從所述礦石或其它材料置換出銫氧化物、銣氧化物、或者這兩者。

2.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述反應(yīng)物是石灰、熟石灰、石灰溶液、或者碳酸鈣、或者它們的任意組合。

3.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述反應(yīng)物是鈣的氧化物或氫氧化物或水合物或碳酸鹽。

4.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述反應(yīng)物是鍶的氧化物、鋇的氧化物、鋰的氧化物、或者它們的任意組合。

5.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱的所述溫度是1,000℃或更高。

6.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱的所述溫度是約1,000℃～約2,000℃。

7.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱的所述溫度是約1,025℃～約1,750℃。

8.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料是作為顆粒存在的。

9.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料是作為尺寸約-200目或更小的顆粒存在的。

10.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料是作為如下顆粒存在的：至少50重量％的顆粒具有-200目。

11.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料是作為顆粒存在的且具有約1mm～約15mm的平均粒度。

12.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料是作為顆粒存在的且具有約2mm～約12mm的平均粒度。

13.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述反應(yīng)物是作為顆粒存在的。

14.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述反應(yīng)物是作為顆粒存在的且具有約-200目或更小的尺寸。

15.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述反應(yīng)物是作為顆粒存在的且至少50重量％為-200目。

16.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述反應(yīng)物是作為顆粒存在的且具有約1mm～約15mm的平均粒度。

17.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述反應(yīng)物是作為顆粒存在的且具有約2mm～約12mm的平均粒度。

18.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料和所述反應(yīng)物或者這兩者處于顆粒形式且各自具有如下平均粒度：彼此之間的偏差不超過(guò)50％。

19.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料和所述反應(yīng)物或者這兩者處于顆粒形式且各自具有如下平均粒度：彼此之間的偏差不超過(guò)25％。

20.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料和所述反應(yīng)物或者這兩者處于顆粒形式且各自具有如下平均粒度：彼此之間的偏差不超過(guò)10％。

21.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石存在且經(jīng)受所述加熱。

22.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石存在且是帶有銫的礦石。

23.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石存在且是基于硅酸鹽的礦石。

24.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石存在且是基于鋁硅酸鹽的礦石。

25.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料是與所述至少一種反應(yīng)物緊密接觸的。

26.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料和所述至少一種反應(yīng)物具有約15:85～約85:15的所述礦石或其它材料/所述反應(yīng)物的重量比。

27.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料和所述至少一種反應(yīng)物具有約5:95～約95:5的所述礦石或其它材料/所述反應(yīng)物的重量比。

28.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料和所述至少一種反應(yīng)物具有約40:60～約60:40的所述礦石或其它材料/所述反應(yīng)物的重量比。

29.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，在所述加熱之前或者在所述加熱期間，使所述礦石或其它材料與所述至少一種反應(yīng)物混合在一起。

30.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，進(jìn)一步包括收取所述銫或銣或者這兩者。

31.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，進(jìn)一步包括收取處于氣體形式的銫或銣或者這兩者。

32.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，進(jìn)一步包括收取處于氣體形式的銫或銣或者這兩者并且將所述氣體轉(zhuǎn)變成包含銫或銣或者這兩者的液體溶液。

33.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，進(jìn)一步包括收取處于氣體形式的銫或銣或者這兩者，其中所述銫或銣或者這兩者處于氧化物的形式。

34.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，進(jìn)一步包括使用水性溶液或非水性溶液洗滌所述氣體。

35.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，在所述釋出之后，使所述礦石或其它材料至少部分地轉(zhuǎn)變成硅酸鈣、鋁硅酸鈣、或者這兩者。

36.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料存在且包含銫榴石。

37.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱是在壓力下。

38.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱是在惰性氣氛下。

39.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱是在含氧氣氛中。

40.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱是在真空下。

41.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱是在還原性環(huán)境下。

42.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱持續(xù)5分鐘或更久。

43.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱持續(xù)約5分鐘至100小時(shí)。

44.由任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法獲得的銫氧化物或銣氧化物。

45.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱的所述溫度是約1,025℃～約3,000℃。

46.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述加熱的所述溫度是在足以使所述銫、銣、或者這兩者揮發(fā)的溫度下。

47.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述礦石或其它材料進(jìn)一步包含至少一種鹽，且其中，所述至少一種鹽與所述銫、銣、或者這兩者的所述至少一部分反應(yīng)以形成銫鹽、或銣鹽、或者這兩者。

48.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，至少一種鹽包含氯化物。

49.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，至少一種鹽包含硫酸鹽。

50.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括在所述加熱之前或者在所述加熱期間加入至少一種鹽。

51.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述至少一種鹽與所述銫、銣、或者這兩者的所述至少一部分反應(yīng)以形成銫鹽、或銣鹽、或者這兩者。

52.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述銫鹽或銣鹽包含硫酸銫、氯化銫、硫酸銣、或氯化銣。

53.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，所述銫鹽或銣鹽包含硫酸銫、氯化銫、硫酸銣、或氯化銣。

54.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，方法進(jìn)一步包括使用水或者酸或者堿洗滌在氣相中的所述銫鹽、或者銣鹽、或者這兩者。

55.任意前述或后續(xù)實(shí)施方式/特征/方面的方法，其中，方法進(jìn)一步包括使用水或者酸或者堿洗滌在氣相中的所述銫鹽、或者銣鹽、或者這兩者。

本發(fā)明可包括在語(yǔ)句和/或段落中所闡述的以上和/或以下的這些各種特征或?qū)嵤┓绞降娜我饨M合。將本文中所公開(kāi)的特征的任意組合看作本發(fā)明的一部分且對(duì)于可組合的特征沒(méi)有限制。

申請(qǐng)人將所有引用的參考文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容具體引入本公開(kāi)內(nèi)容中。此外，當(dāng)量、濃度或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或者優(yōu)選上限值和優(yōu)選下限值的列舉而給出時(shí)，這應(yīng)理解為具體公開(kāi)了由任意上限或優(yōu)選值與任意下限或優(yōu)選值的任意配對(duì)形成的所有范圍，不論這些范圍是否單獨(dú)公開(kāi)。對(duì)于本文所列舉的數(shù)值范圍，除非另有說(shuō)明，所述范圍意圖包括其端點(diǎn)、以及在所述范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。當(dāng)限定范圍時(shí)，本發(fā)明的范圍不限于所列舉的具體值。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將通過(guò)考慮本說(shuō)明書(shū)和本文中所公開(kāi)的本發(fā)明的實(shí)踐而明晰本發(fā)明的其它實(shí)施方式。本說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例應(yīng)視為僅為示例性的，并且本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神應(yīng)由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物表明。